Java中整合Groovy遇到的问题分析
一、背景
最近在做一个根据给定表达式动态解析得到结果的功能。
例如：给定表达式**“a>0”**，就可以根据给定参数a的值动态解析结果。
对比现在常见的开源规则表达式引擎Fel、Jeval、Jsel、Aviator、QLExpress、Groovy等之后，最终选定Groovy作为脚本引擎开发。
二、实现过程
(1)整合Groovy
基本上有三种途径：GroovyShell（以及Eval）、GroovyClassLoader和GroovyScriptEngine。
代码示例1：
GroovyClassLoader groovyLoader = new GroovyClassLoader();
Class<Script> groovyClass = (Class<Script>) groovyLoader.parseClass("a>0");
Script script = groovyClass.newInstance();
Binding bind = new Binding();
bind.setVariable("a", 1);
script.setBinding(bind);
script.run();
代码示例2：
Binding binging = new Binding();
bind.setVariable("a", 1);
GroovyShell shell = new GroovyShell(binging);
String express = "a>0" ;
Script script = shell.parse(express);
System.out.println(script.run());
代码示例3：
String express = "a>0" ;
GroovyShell shell = new GroovyShell();
Script script = shell.parse(express);
Binding binging = new Binding();
bind.setVariable("a", 1);
script.setBinding(binding);
System.out.println(script.run());
(2)发现问题
其实上面代码大致的思路都是： 为Groovy脚本代码包装生成class，然后产生该类实例对象，在具体执行其包装的逻辑代码。但是对于groovy脚本, 它默认会生成名字为script + System.currentTimeMillis() + Math.abs(text.hashCode())的class类, 也就是说传入脚本, 它都会生成一个新类, 就算同一段groovy脚本代码, 每调用一次, 都会生成一个新类。
这就会存在一系列的问题：
问题1：耗时问题！！！
parse()方法是非常耗时的，如果每一次有表达式都需要解析将会非常的慢。根据自己测试的结果来看：shell.parse(express);耗时在200ms-300ms之间，但是script.run()耗时却几乎接近0ms。
问题2：Full GC问题！！！
当JVM中运行的Groovy脚本存在大量并发时，如果按照默认的策略，每次运行都会重新编译脚本，调用类加载器进行类加载。临时加载的类未能及时被释放，进而导致PermGen OutOfMemoryError；没那么严重的时候也会引发比较频繁的full GC从而影响稳定运行时的性能。
问题3：线程安全问题！！！
高并发情况下，执行赋值binding对象后，真正执行run操作时，拿到的Binding对象可能是其它线程赋值的对象，会出现执行脚本结果混乱的情况。
(3)问题解决
解决问题1：耗时问题
根据表达式expression执行完parse()后，使用Map缓存得到的Script对象。
解决问题2：Full GC问题
首先需要通过缓存来保证每个表达式只需要编译一次即可，
另外每次都通过new GroovyClassLoader()或者new GroovyShell()使用新的shell进行parse()
解决问题3：线程安全问题
(1)加锁
(2)每次生成新的Script对象
代码演示1：
这段代码主要是为了记录一下我的解决问题过程中的思路而已。
（1）同一个GroovyShell 进行编译；
（2）通过HashMap维护着
（3）通过synchronized 实现线程同步
/**
* @author Caocs
* @date 2020/3/10
*/
public class RuleExecutor {
private static final Object lock = new Object();
private static final GroovyShell groovyShell = new GroovyShell();
/**
* 存放该规则组下的每个<表达式, Script>的对应映射关系
*/
private Map<String, Script> expressionScriptCacheMap = new HashMap<>();
/**
* 只在第一次执行表达式expression时，实例化Script。
* 然后多个线程同时操作scriptCache，需要保证线程安全。
*/
private Script getScriptFromCache(String expression) {
if (expressionScriptCacheMap.containsKey(expression)) {
return expressionScriptCacheMap.get(expression);
}
synchronized (lock) {
if (expressionScriptCacheMap.containsKey(expression)) {
return expressionScriptCacheMap.get(expression);
}
// 同一个GroovyShell创建Script，容易发生full GC
Script script = groovyShell.parse(expression);
expressionScriptCacheMap.put(expression, script);
return script;
}
}
public Object ruleParse(String expression, Map<String, Object> paramMap) {
Binding binding = new Binding(paramMap);
Script script = getScriptFromCache(expression);
// 通过加锁保证线程安全，但是当线程数过多时会变慢，线程阻塞
synchronized (this){
script.setBinding(binding);
return script.run();
}
}
}
代码演示2：
（1）每一次都new GroovyClassLoader()进行编译；
我们不要采用一个全局的GroovyClassLoader，parseClass方法得到的Class